Непериодические течения в прибрежной зоне

Непериодические течения в прибрежной зоне

Течения у приглубого прямолинейного берега. Если прибрежная зона характеризуется прямолинейным и отвесным берегом, у которого глубина моря превышает глубину трения D, то в слое воды толщиной D создается дрейфовое течение. Оно является геометрической суммой ветрового течения со скоростью на по-верхности vо и градиентного течения с постоянной скоростью vгр, которое идет в направлении, перпендикулярном максимальному наклону уровня (рис. 62).

Ниже глубины трения D, вдоль берега, в направлении, перпендикулярном максимальному уклону уровня, идет градиентное течение. Связь между скоростями ветрового течения на поверхности и градиентным течением определяется по формуле

UoКОРЕНЬ(2COSV)=Uг (50)

где v — угол между направлением ветра и береговой чертой.

У дна наблюдается придонное течение с меняющимися скоростями и направлениями в зависимости от рельефа дна.

В прибрежной глубоководной зоне величина отклонения угла и значения ветрового коэффициента Ки зависят от расстояния между точкой в море, где определяется течение, и приглу-бым берегом, а также азимута ветра ф°* (рис. 63). Обычно ширина зоны в морях не превышает 30 миль.

Течения в прибрежной мелководной зоне. Если глубина моря Н меньше, чем глубина трения D, то при рассмотрении развития течения такой район моря считается мелководным. В прибрежной мелководной зоне моря углы отклонения течения а° и ветровые коэффициенты Ки зависят от глубины моря в данной точке, а также скорости и азимута ветра.

В удалении от берега, в мелководном море, на расстоянии более 30 миль угол отклонения а° уменьшается с увеличением скорости ветра. Так, на мелководье с глубинами порядка 15 м при скорости ветра 10—12 м/с угол отклонения а = 3°. С увеличением глубины моря угол отклонения а о при неизменной скорости ветра быстро возрастает и при глубинах порядка 40 м достигает значения 35°.

Как видно из рис. 64, при ветрах, дующих вдоль берега или близких к этому направлению, ветровые коэффициенты Ки достигают максимальной величины. При ветрах, дующих по нормали на берег или с берега, они имеют минимальные значения. Кроме того, в мелководной зоне ветровой коэффициент увеличивается с уменьшением глубины Н.

На различных горизонтах от поверхности моря при H< 0, 1D векторы ветрового течения практически совпадают с направлением ветра, а скорость уменьшается по линейному закону. С увеличением H/D до 0, 25 замечается некоторое увеличение угла отклонения в под поверхностных горизонтах, при этом скорость течения изменяется по нелинейному закону.

В зависимости от соотношения H/D изменяются и векторы градиентных течений. При глубине моря H/D = 0, 25 векторы градиентного течения на всех горизонтах близко совпадают с направлением наибольшего наклона уровня. Скорость течения изменяется на под поверхностных горизонтах почти по линейному закону. При глубине моря H/D = 0, 5 отклонение течений от направления наибольшего наклона уровня составляет примерно 45°, а скорость изменяется по горизонтам нелинейно.

Малые глубины в прибрежной зоне влияют на скорость и продолжительность становления поверхностных ветровых течений.

Скорость поверхностного ветрового течения в мелководной прибрежной зоне моря определяется формулой

vt=(aKuu)/(0, 50)

где vt — скорость течения на момент / от начала развития течения,

см/с;

Ки — ветровой коэффициент; и — скорость ветра, см/с;

a=vt/v0 — коэффициент, характеризующий влияние продолжительности действия ветра; v0— скорость установившегося течения, см/с.

Для мелководного моря промежуток времени, необходимый для того, чтобы течение, стало установившимся, равен 16 ч.